El problema central
que enfrentó Einstein en su búsqueda por la forma final de la
teoría de la Relatividad General se puede explicar como sigue:
Pensemos en dos
laboratorios equipados en forma idéntica, colocados en sendas
plataformas jaladas por carros remolque, tal que uno avanza en una
carretera recta y lisa, mientras el otro lo hace sobre una carretera
en la que describe una gran curva.
La esperanza de
Einstein era disponer de una teoría tal que, al relacionar con
reglas algebraicas las mediciones realizadas en ambos laboratorios,
el resultado sería tal que las leyes de la física son las mismas.
La propiedad que buscaba recibe el nombre de covarianza general.
Esta característica
de la teoría era indispensable para Einstein, pero se le había
escapado desde 1912, por eso, a partir del 4 de noviembre de 1915
sintió que tocaba la respuesta con las manos, aunque ésta se le
escapó varias veces desde esa fecha hasta que, el 25 de noviembre de
ese año, presentó la respuesta correcta ante la Academia Prusiana
de Ciencias.
Pocos días después,
antes de terminar noviembre, Einstein recibiría copias impresas de
su conferencia, mismas que envió por correo a varios de sus colegas.
Entre ellos Hendrik A. Lorentz y Paul Ehrenfest. En la nota anexa se
prodigaba en alabanzas sobre la belleza de la teoría. Un concepto
estético que para él era muy importante y que se puede comprender
solamente cuando se adquiere la experiencia necesaria.
Paul Ehrenfest lo
tomó con reservas. A fin de cuentas, eran muchas las veces en las
que Einstein le había enviado versiones teóricas que luego eran
rechazadas por el mismísimo autor. Además de que, en esta ocasión,
sus dificultades para reproducir los cálculos del artículo de
Einstein se multiplicaban.
Hendrik A. Lorentz,
en cambio, se tomó el tema con paciencia y logró analizar la nueva
versión de la teoría, encontrándola convincente y elegante. Esta
opinión inclinó a Ehrenfest en la misma dirección. Antes de eso
solía llamarla: la teoría de noviembre de Einstein, pensando, al
parecer, que pronto le escribiría para decirle que estaba
equivocado.
La figura que sigue
muestra la colección de expresiones matemáticas con sus fechas. Las
incluyo por completez y sin la intención de que el lector se quiebre
la cabeza tratando de entenderlas. Es la del 25 de noviembre la que
ha trascendido hasta nuestros días.
Es un error creer
que esta búsqueda era lo único que Einstein hacía. Por el
contrario, tenía diversas obligaciones profesionales. Es a una de
éstas que deseo dedicar los siguientes párrafos. Quiero hablar
sobre el Einstein inventor y analista de patentes.
Aún cuando no tenía
la obligación de impartir cátedra, Albert Einstein no estaba exento
de responsabilidades que solían surgir como consecuencia de su
experiencia profesional. Una faceta poco explorada de su vida es su
relación con los inventos que aplicaban leyes de la física. El año
de 1915, particularmente importante para este relato, lo introdujo en
una serie de actividades que provenían de su experiencia en la
oficina de patentes de Suiza.
La familia de Albert
Einstein estaba ligada a los negocios, y hasta cierto punto, a los
inventos. Su tío Jakob había formado una empresa que llevaba el
nombre de J. Einstein & Company en el año de 1885 en la ciudad
de Münich, Alemania. El otro integrante del proyecto empresarial era
Hermann, padre de Albert, quien tenía entonces seis años de edad.
El objetivo de ellos era dedicarse a la producción de equipo
eléctrico. Una actividad que venía creciendo con el conocimiento de
la electricidad y del magnetismo.
Esta actividad venía
prometiendo un desarrollo muy grande en aplicaciones después de los
trabajos de Michael Faraday (en Inglaterra) acerca de la posibilidad
de producir energía eléctrica basándose en el movimiento relativo
de imanes y bobinas. Éstas no son más que alambre enrollado en
torno a un núcleo de hierro que contribuye a mejorar la potencia del
efecto que se busca: la producción de corriente eléctrica
moviéndose de manera controlada y predecible para llegar a diseños
que podrían consistir, básicamente, de sistemas de iluminación y
de motores eléctricos.
Durante muchos años
se discutió si resultaba más conveniente utilizar el método de
corriente directa, similar al que provenía de la pila inventada por
Volta, o bien, a partir del dispositivo inventado por Faraday, que
producía corriente alterna. Su nombre proviene de que, en este caso,
los electrones se mueven primero en una dirección y después en la
contraria. Sería el método que se impondría a principios del siglo
XX, cuando la obra de Tesla vino a demostrar que de esa forma se
perdía menos energía a lo largo de las líneas de conducción.
En términos
teóricos, la comprensión de la electricidad y el magnetismo había
empezado a aclararse en la década de los años 1860, cuando James C.
Maxwell obtuvo las ecuaciones que ahora llevan su nombre. A partir de
ellas, fue posible empezar el estudio de los fenómenos
electromagnéticos en diversas situaciones. Una de ellas era la
producción de ondas electromagnéticas, con el resultado agregado de
que la luz es un caso particular de éstas.
El mayor éxito de
la empresa del tío y el padre de Albert Einstein fue la obtención
del proceso de electrificación de un distrito de la ciudad de Münich
en el año de 1889, pero aparte de eso, no pudieron competir con los
dos gigantes que se proyectaban desde entonces: Siemens & Halske
y General Electric. La empresa de la familia Einstein se fue a la
quiebra en el año de 1894.
En el transcurso de
esa aventura empresarial, el tío de Einstein (Jakob) pudo obtener al
menos siete patentes de aparatos que trataron de colocar en el
mercado europeo. Un aparato para medir corriente eléctrica, una
mejora de la lámpara de arco, un interruptor automático de
corriente para ser usado en las lámparas de arco, un instrumento
para estabilizar las irregularidades de los instrumentos de medida de
corriente eléctrica, un controlador de la carbonización que se
presentaba en las lámparas de arco y un generador de corriente a
base de fricción (dínamo).
Había en Alemania
una explosión de aplicaciones tecnológicas que venían del
conocimiento de la ciencia que se estaba desarrollando en esos
momentos. Desde entonces hasta ahora, la relación de las
universidades e institutos de investigación con las industrias fue
muy grande y se convirtió en un factor clave para el funcionamiento
económico en un país que terminó siendo diseñado para saber hacer
cosas novedosas y de alta calidad.
El desarrollo de
estas aplicaciones llevó a que los países más avanzados
establecieran acuerdos en los que respetarían los derechos de los
inventores. Por esa razón, en 1877 se estableció en Alemania una
ley general de patentes que estaba dirigida a alentar la actividad
inventiva de las empresas de tamaño pequeño y mediano.
Como sabemos, el
joven Albert Einstein logró ingresar al Instituto Tecnológico de
Zürich en el año de 1896, para egresar en el año 1900. los
biógrafos de mala calidad nunca nos cuentan que fue el promedio más
alto de su generación, y probablemente en una interpretación
incorrecta de las escalas de calificaciones de la época, nos
cuentan que acostumbraba pasar las materias de panzaso. Ignoran que
la calificación mínima era 1 y que la máxima era 6. Tampoco se
esmeran en revisar que cuando el joven Einstein había sido rechazado
para ingresar a dicho tecnológico no fue por su falta de
conocimientos en ciencias, sino por su mala preparación en los
idiomas, latín, griego y francés. El examen inició el 8 de octubre
y se extendió durante varios días. Einstein había sido admitido
para la presentación del mismo, aún cuando no tenía el certificado
de egresado del nivel previo al universitario. Los resultados,
anunciados el 14 de octubre de 1995, indicaron que el adolescente de
menos de diecisiete años había fallado en obtener la admisión al
instituto. Su desempeño en matemáticas y asuntos científicos
resultaba muy sobresaliente, pero sus conocimientos lingüisticos
(idiomas), así como de historia, fueron inadecuados.
Al año siguiente
tuvo éxito y fue admitido. En el instituto se encontró a Heinrich
Friedrich Weber, uno de los principales maestros de ese centro
educativo, quien se encargaba, entre otras cosas, de impartir las
cátedras relacionadas con la electricidad y el magnetismo. Para
desilusión de Einstein, en su programa de enseñanza no incluía las
ecuaciones de Maxwell, que llevaban más de treinta años de
encontradas y cuyo conocimiento era fundamental para comprender los
fenómenos electromagnéticos. El joven se vio en la necesidad de
estudiarlas por su cuenta, logrando, con ello, ser casi el único del
grupo, y de varias generaciones de egresados, que lograba comprender
con claridad los alcances de la teoría electromagnética.
Se ha hecho énfasis
en que el recién egresado consiguió su primer trabajo estable en la
oficina de patentes, en Berna Suiza, gracias a los contactos
familiares de su amigo Marcel Grossmann. Esto es cierto en el sentido
de las propuestas que se hicieron para que Albert encontrara una
ocupación que le permitiera establecer una familia, pero deja de
lado la razón profesional. En Suiza se empezaban a generar muchas
solicitudes de patentes que tenían relación con fenómenos
electromagnéticos y los conocedores de las ecuaciones de Maxwell
eran escasos. Einstein era uno de esos pocos casos de jóvenes
preparados en esa teoría.
A instancias de sus
industriales, el estado suizo había estado evadiendo la
incorporación de ese país al sistema internacional de intercambio
de información y respeto a los registros de patentes. Pero en 1888
ya no pudo resistir la presión. Así nacieron las oficinas de
patentes de ese país. Una de las cuales contrató al joven Einstein,
quien no fue contratado para que se rascara la panza, como lo indican
los siguientes datos: tan solo en el año de 1905, llamado el año
milagroso de Einstein por su producción científica, se otorgaron 1
100 patentes a nacionales suizos desde la Oficina de Patentes de
Berna, y en 1909, el último año de trabajo suyo en ese sitio, se
entregaron 1 500 patentes.
La relación con las
patentes lo siguió hasta la primera parte, cuando junto con Leo
Szilard vendió patentes para refrigeración en el ramo de los
electrodomésticos. En el año de 1915, en particular, mientras
batallaba con la teoría de la gravitación que buscaba, fue llamado
a participar como perito en patentes ante un juicio entre Herman
Anschütz Kaempfe (alemán) y Sperry Gyroscope Company
estadounidense). Asistió a la corte por primera vez el 5 de enero de
1915 y le pagaron 1 000 marcos de aquella época por responder una
serie de preguntas. Entregó su escrito el 6 de febrero siguiente y
el 26 de marzo de ese mismo año le pidieron un nuevo reporte, pero
esta vez a partir de la inspección directa de ambos aparatos. Así
lo hizo y el 10 de julio de 1915 viajó a Kiel, un puerto marítimo
distante más de 300 kilómetros al noroeste de Berlín, cerca de la
frontera con Dinamarca, para hacer pruebas en sitio de los dos
giróscopos en disputa. Entregó su nuevo reporte el 7 de agosto
siguiente y la decisión final de la corte ocurrió el 16 de
noviembre, en los días en que Einstein realizaba cálculos
extenuantes para tratar de afinar su teoría de la gravedad.
Herman Anschütz
Kaempfe ganó la demanda que había entablado, pero la empresa Sperry
Gyroscope Company nunca pagó la multa asignada. El invento de
Anschütz fue mejorado con la contribución de Einstein para
modificarlo. La pareja de inventores logró, después de muchos años,
un giróscopo suficientemente estable y preciso como para confiarle a
los buques esta herramienta de trabajo.
Poca gente sabe que
tanto Alemania como Japón usaron durante más de una década el
giróscopo de
Anschütz y
Einstein. De hecho, los submarinos y los barcos usados por estas
naciones durante la segunda guerra mundial iban equipados con
sistemas de orientación donde el invento de ambos era indispensable.
Por ejemplo, cuando centenares de aviones japoneses atacaron Pearl
Harbor, el 7 de diciembre de 1941, partieron desde porta aviones que
usaban ese tipo de giróscopo para orientarse.
Cosas raras de la
vida. Uno de los más grandes pacifistas del siglo XX inventaba
objetos de utilidad para las naves dedicadas a la guerra.
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